Estabilidad De Compuestos De Coordinacion

Introducción teórica

Un compuesto de coordinación es, de la manera mas general, el resultado de la unión de un acido de Lewis (aceptor de pares de electrones) y una o varias bases de Lewis (donador de pares de electrones). El numero de bases que pueden unirse al acido es independiente de la carga de ambos.
Los ácidos de Lewis más comunes en esta rama de la química son los cationes metálicos,tipo Mn+ y es común referirse a ellos como átomo central, “ion metálico” o simplemente “metal”. A las bases de Lewis en Química de Coordinación, se les conoce como ligantes y suelen ser aniones o moléculas neutras en las que hay al menos un átomo con un par de electrones no compartido. Algunos ejemplos simples son: H2O, NH3, Cl-, CN-, etc.
Al átomo que contiene el par de electrones nocompartido se lo conoce como el átomo donador. Los iones metálicos en disolución acuosa forman, de manera general, complejos del tipo [M(H2O)]n+. Es común que al formarse un complejo eléctricamente neutro, éste forme un precipitado.

El número de átomos donadores unidos al ion metálico es el número de coordinación del ion metálico. Los números de coordinación más comunes son 4 y 6; las geometrías decoordinación más comunes son la tetraédrica, la plana cuadrada y la octaédrica.
Los ligandos que ocupan un solo sitio en una esfera de coordinación se llama ligandos monodentados. Si un ligando tiene varios átomos donadores capaces coordinarse simultáneamente al ion metálico, se trata de un ligando polidentado y también se le describe como un agente quelante. Dos ejemplos comunes son laetilendiamina (en), que es un ligando bidentado, y el ion etilendiaminotetraacetato (EDTA4-), que tiene seis átomos donadores potenciales. En general, los agentes quelantes forman complejos mas estables que los ligandos monodentados afinas, una observación que se conoce efecto quelato. Muchas moléculas de importancia biológica, como las porfirinas, son complejos de agentes quelantes. Un grupo afín depigmentos vegetales conocidos como clorofilas es importante en la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas verdes utilizan energía solar para convertir CO2 y H2O en carbohidratos.

Los colores que se asocian con la química son informativos y proporcionan percepciones de la estructura y enlaces de la materia. En general, el color de un complejo depende del metal específico, su estado deoxidación y los ligandos unidos al metal.
Por lo común, la presencia de una subcapa d parcialmente llena en el metal es necesaria para que un complejo demuestre color. Casi todos los iones de metal de transición tienen una subcapa d parcialmente llena. Por ejemplo, tanto el [Cu(H2O)4]+2 como el [Cu(NH3)4] +2 contienen Cu+2, que tienen una configuración electrónica [Ar] 3d9. Los iones que tienensubcapas d totalmente vacias (como el Al+3 y Ti+4) o subcapas d completamente llenas (como el Zn+2, 3d10) son por lo general incoloros.
El estudio del color de las propiedades magnéticas de los complejos de metales de transición ha desempeñado un importante papel en la formulación de teorías de enlace para estos compuestos. Una sustancia tiene un color específico porque refleja o transmite luz deese color o absorbe luz del color complementario. La cantidad de luz que absorbida suministra la energía para excitar los electrones hacia estados de mas alta energía.
Es posible determinar el número de electrones no apareados en un complejo con base en el grado de paramagnetismo. Los compuestos que carecen de electrones no apareados son diamagnéticos.

La teoría del campo cristalino explicasatisfactoriamente muchas propiedades de los compuestos de coordinación, entre ellas su color y su magnetismo. En este modelo la interacción entre el ion metálico y el ligando se considera electroestática. Los ligandos producen un campo eléctrico que causa un desdoblamiento de la energía de los orbitales d del metal. En general, los agentes quelantes forman complejos mas estables que los ligandos...